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HOMEセミナー/イベント/技術者塾 > 電気自動車を進化させる、スイッチング電源の上手な作り方

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電気自動車を進化させる、スイッチング電源の上手な作り方

~損失と小型高効率化のメカニズムを学び、製品に応用できるコツを習得~

日程:2017年12月13日 会場:エッサム神田ホール1号館

主催:日経エレクトロニクス

 どうやったらスイッチング電源を上手に作れるのでしょうか? 料理を作るにしても、食材の選び方、火加減や味付けなど、ちょっとしたコツをつかむだけでグッと美味しい料理に仕上がります。スイッチング電源も同様に、その回路方式や使用する部品の特徴をしっかり把握するだけで、全く違うものに仕上げることができます。

 例えば、プレーナートランスのストレー(浮遊)容量はどのように計算するのでしょうか? 磁気部品の鉄損と銅損の最適なバランスは? ターンオン・ターンオフ損失は電流や電圧の何乗で増えるのでしょうか? スイッチ素子を並列運転する時の問題とその対策は?

 本セミナーでは、第1章と第2章において、スイッチング電源に利用されているMOSFET、インダクター、トランスなどの理想的ではない振る舞いをやさしく分かりやすく解説します。そして、解析式を用いて、これらの影響を明らかにすることで、見えないものを見える化します。これらの章は、若手技術者がステップアップするための教育プログラムとしても活用できます。

 続いて、スイッチング電源の高効率化、小型化を実現するための様々な手法を解説していきます。この中で、スイッチング損失を低減するためのソフトスイッチング技術(ZVS、ZCSスイッチング)についても説明します。例えば、「臨界モードZVSと補助回路を用いたZVSでは、どちらが良いのか?」などについて明らかにします。

 さらに、大分大学において研究している新しいスイッチング電源の小型・高効率化技術を紹介します。これらの中には、企業と共同研究を行った成果や、実用化になった技術も含んでいます。

 加えて、本セミナーの合間には、「i-ELOOP」「S-エネチャージ」「48Vマイルドハイブリッドシステム」や、「日産リーフの車載充電器」「トヨタプリウスの車載補機用電源」などに用いられている電源回路の仕組みについて、学会で発表された情報や電源技術者の知見を交えながら分かりやすく解説します。この中で、「アウディSQ7」に搭載されているBOSCH社の48V/12VDC-DCコンバーターの分解調査結果もご紹介します.また、現在注目を集めている小型ACアダプター(FINsix社のDART,Avogy社のZoltなど)の分解調査結果も紹介します。

受講効果

  • スイッチング電源を上手に作るためのコツをつかめます。
  • 理想的ではない回路素子の振る舞いと電力損失の関係を明確に理解できます。
  • 高効率化・小型化のための様々なノウハウを学べます。
  • スイッチング電源、および自動車など応用先のトレンドを知ることができます。
  • 若手技術者がステップアップします。

講師紹介

西嶋 仁浩 氏 (にしじま きみひろ)

大分大学 工学部 電気電子工学科
助教

2002年3月に崇城大学大学院工学研究科博士後期課程エネルギーエレクトロニクス専攻を修了し、崇城大学嘱託教務職員を経て、2003年4月より大分大学の助手、2007年より助教、現在に至る。スイッチング電源回路の小型高効率化、バッテリー電圧の均等化回路の研究に従事し、複数の企業との共同研究を行っている。博士(工学)。
『電子情報通信学会 電子通信エネルギー技術(EE)研究専門委員会 委員』『電気学会 自動車用電源システムとその活用調査専門委員会 委員』『日本学術振興会 次世代のスイッチング電源システム第173委員会 幹事』

概要

日時: 2017年12月13日(水)10:00~17:00(開場09:30予定)
会場: エッサム神田ホール1号館 3階301(東京・神田)
主催: 日経エレクトロニクス

受講料(税込み)

  • 一般価格:49,800円
  • 会員・読者価格:43,200円
■会員・読者価格
「会員・読者価格」は、日経テクノロジーオンライン有料会員(年払いのみ)、または、日経エレクトロニクス、日経ものづくり、日経Automotive定期購読者の方(日経テクノロジーオンライン有料会員とのセット購読の方を含む)が対象です。
■複数名同時申込価格
開催日の3日前(土日・祝日がある場合はその前日)に受付を終了させていただきます。
  • ※受講料には、昼食は含まれておりません。
  • ※満席になり次第、申込受付を締め切らせていただきますので、お早めにお申し込みください。

プログラム詳細

10:00 - 17:00

1.MOSFETの動作と損失を解析式により明らかに!

 1.1 データシート上の試験回路と実際の電源回路におけるターンオン・ターンオフ動作の違いとは
 1.2 しきい値電圧、ゲートプラトー電圧、順伝達コンダクタンスなどを正しく理解しよう!
 1.3 ターンオン損失には,電流の2乗に比例して増加する期間と、電圧の2乗に比例して増加する期間がある!
 1.4 ターンオフ時間は,最大で電流の4乗で増加する!
 1.5 誤オン(セルフターンオン)は何が原因で生じるのか
 1.6 並列接続されたスイッチ素子において生じるスイッチング損失の偏り

2.磁気部品の詳細な動作を解析式により明らかに!

 2.1 スイッチング電源におけるヒステリシス損とうず電流損の影響
 2.2 データシートから読み取ろう! ヒステリシス損とうず損を切り分けた実験式の作成
 2.3 巻線の銅損,ヒステリシス損とうず損の最適比率は?
 2.4 交流抵抗(表皮効果、近接効果)で銅損は何倍に増えるのか?
 2.5 高周波電源で無視できないプレーナー巻線に生じるストレー容量

3.非絶縁型コンバーターの高効率・小型化技術

 3.1 マルチフェーズ(多相)化
 3.2 カップルドインダクター方式
 3.3 コンデンサー分圧方式マルチフェーズコンバーター
  ~降圧比4 倍、FETの電圧ストレスが4分の1になる次世代CPU用電源
 3.4 臨界モードによるゼロ電圧スイッチング(ZVS)
 3.5 磁気結合方式ZVS補助回路
  ~効率98%を実現する48Vマイルドハイブリッドカー用DC-DCコンバーター

4.発電するクルマに用いられている電源システムの工夫

 4.1 12V系Liイオンバッテリーを用いたマイルドハイブリッドシステム
 4.2 電気2重層キャパシターを用いた減速回生システム
  (i-ELOOP用DC-DCコンバーターの分解調査結果を含む)
 4.3 48Vマイルドハイブリッドシステム
  (BOSCH製DC-DCコンバーターの分解調査結果を含む)
 4.4 自動車用電源の放熱技術(両面冷却,バスバーを介した放熱)
 4.5 電気自動車の車載充電器に用いられている技術
 4.6 ハイブリッドカーの車載補機用DC-DCコンバーターに用いられている技術
 4.7 ビークル to ホームに使われるDABコンバーター

5.絶縁形コンバーターの高効率・小型化技術

 5.1 カレントダブラーがトランスとしても機能するハーフブリッジコンバーター
 5.2 電流共振コンバーターにおけるMOSFET多段化による高周波化
 5.3 AC-DCコンバーターの小型化・高効率化を両立する手法
  ~瞬低補償機能を有した2相式PFC回路
 5.4 複合コンバーターを用いた自動車用オンボードチャージャー
 5.5 高周波化・小型高効率化が可能な双方向コンバーター

6.その他の高効率・小型化技術

 6.1 並列接続されたスイッチ素子の駆動タイミングを同期させるための回路
 6.2 数十MHzで周波数制御可能なGaNデバイスの低損失ゲートドライブ回路
  ~可変容量コンデンサーを用いた回生形正弦波ゲートドライブ回路
 6.3 高降圧比小型コンバーター(タップドインダクター方式)

 6.4 小型ACアダプターの分解調査結果(DART,Zolt)
 6.5 ACアダプターの高効率・小型化技術

  • ※途中、昼休憩と午後の小休憩が入ります。
  • ※講演時刻等、随時更新いたします。また、プログラムは変更になる場合があります。あらかじめご了承願います。
■受講料のお支払い
≪1名でお申し込みの場合≫
お支払い方法が「請求書」の方には、後日、受講券・請求書を郵送いたします。
ご入金は銀行振込でお願いいたします。なお、振込手数料はお客様のご負担となりますので、あらかじめご了承ください。
クレジットカード支払いの方は、受講証はMyPageから印刷してご持参ください。
≪複数名同時申込の場合≫
お支払い方法が「請求書」の場合、お申込筆頭の方に、後日、筆頭の方の受講券と全員分の合算請求書を郵送いたします。
ご入金は銀行振込でお願いいたします。なお、振込手数料はお客様のご負担となりますので、あらかじめご了承ください。
クレジットカード支払いの場合、お申込筆頭の方はMyPageから受講証を印刷してご持参ください。
※支払方法にかかわらず、申込完了後にお申込筆頭者の方宛に、「登録完了メール」をお送りしますので、2人目以降の方はそちらを印刷してご持参ください。
 筆頭の方は、2人目以降の方に、「登録完了メール」の転送をお願いいたします。
■お申し込み後のキャンセルおよび欠席など
お申し込み後のキャンセル、ご送金後の返金はお受けいたしかねます。代理の方が出席くださいますようお願いいたします。
会場までの交通費や宿泊費は、受講される方のご負担となります。講師等の急病、天災その他の不可抗力、その他やむを得ない事情により、中止する場合があります。この場合、受講料は返金いたします。
■最少開催人員
15名。参加申込人数が最少開催人員に達しない場合は、開催を中止させていただくことがあります。

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